IPUB_209_C1_路由交换机基本工作原理.ppt

1、IPUB_209_C1路由交换机基本工作原理,V0602,课程内容,路由交换机简介 路由交换机三层转发的实现方法 ASIC硬件交换结构 交换表体系结构 ARP抑制和路由交换机的负载均衡,路由交换机简介,定义：路由交换机是同时具备了layer2和layer3功能的交换机。 路由交换机的二层和三层功能实现是通过硬件和软件结合的方式来实现的。,路由交换机的特点,Packet的转发 基于网络流量的转发，即“一次路由多次交换”的转发过程 基于拓扑的转发 包到包的转发是基于硬件的 二层、三层和四层的转发速度是相等的,路由功能,能够进行路由寻径 支持负载均衡和路由汇总 支持多种路由协议（RIP,OSPF,B

2、GP等）,第二层和第三层数据封装的格式,路由交换机三层转发的IP包改写,课程内容,路由交换机简介 路由交换机三层转发的实现方法 ASIC硬件交换结构 交换表体系结构 ARP抑制和路由交换机的负载均衡,路由交换机三层转发的实现方法,基于网络流量的转发，即一次路由多次交换的方法 基于拓扑的转发方法。,基于网络流量的转发一次路由多次交换,路由交换机,三层引擎,路由转发表,硬件缓存转发表,vlan1,vlan2,（1）,（2）,（3）,（4）,hostA,hostB,软件交换和ASIC硬件交换比较,路由交换机的路由控制和数据的路由是分开的. 路由的控制（比如路由协议的运行）是在三层引擎中以软件方式运行

3、的。 数据帧或包的转发却是在ASIC硬件中进行的。 软件和硬件能够实现的转发速率是不同的。,硬件缓存转发表,可以达到每秒几万的转发速率,可以达到每秒几百万的转发速率,基于拓扑的交换,基于拓扑的交换 在网络有任何流量传输之前，首先学习网络的拓扑结构信息 建立一个转发数据库FIB（Forwarding Information Base） 建立一个邻居表（Adjacency Tables）,硬件缓存转发表,路由协议预先将路由信息写进FIB中,基于拓扑的交换过程,路由交换机,三层引擎,ASIC 硬件芯片,FIB表,邻居表,控制平面 在软件中预先建立FIB表和邻居表,数据平面 在硬件中转发通信流,L3数

4、据包,L3数据包,L3数据包,下载,查找,重写,课程内容,路由交换机简介 路由交换机三层转发的实现方法 ASIC硬件交换结构 交换表体系结构 ARP抑制和路由交换机的负载均衡,路由交换机的硬件交换结构,路由交换机支持下边的两种硬件交换方法： 集中式交换 分布式交换,集中式交换,使用一个专用的ASIC做所有的转发决策。这个ASIC是路由交换机所有接口的中央引擎。 所有需要路由或交换的的数据包都通过总线进入中央引擎处理。,转发引擎,交换矩阵,分布式交换,交换机由主转发引擎和各接口或线路模块上的交换引擎组成。 交换机将3层转发、路由选择等决策分布在主交换引擎和各接口的转发引擎中同时进行。 所以转发数

5、据包时，接口或线路模块可以独立完成，不需要主交换引擎的帮助。,主转发引擎,转发引擎,转发引擎,转发引擎,转发引擎,转发引擎,转发引擎,转发引擎,交换矩阵,课程内容,路由交换机简介 路由交换机三层转发的实现方法 ASIC硬件交换结构 交换表体系结构 ARP抑制和路由交换机的负载均衡,交换表体系结构CAM,CAM购建用于精确查找的表格。 只提供两种结果: 0 或 1 提供一个十分高速的查询,关键字,哈希函数,条目,交换表体系结构TCAM,表中只记录重要的值或信息(不是所有的信息) 值由三个内容组成: 0、 1 或 X (不关心) 掩码用于指明需要检查的模式中的位数。,掩码1检查：原IP地址的全部3

6、2位,掩码2检查：原IP地址的前24位,不关心其余的位,掩码,模式,课程内容,路由交换机简介 路由交换机三层转发的实现方法 ASIC硬件交换结构 交换表体系结构 ARP抑制和路由交换机的负载均衡,ARP 抑制,FIB表,邻居表,VLAN 10 10.10.10.0/24,VLAN 20 20.20.20.0/24,Host A,Host B,路由交换机的负载均衡,Vlan 10,Vlan 20,Vlan 30,Vlan 40,10.10.10.0/24,路由表,前缀,Vlan 号,路由交换机的转发过程综述,收到的包,入口处理,Vlan处理,二层查询,需要路由,路由器入口ACL,IP转发性,IP查询,路由器出口ACL,Vlan处理,Qos处理